贻贝仿生粘附大分子修饰氧化锌纳米颗粒复合聚乙二醇水凝胶促进感染伤口愈合

本研究创新性地将聚多巴胺（PDA）修饰的氧化锌纳米颗粒（ZnONPs）整合到聚乙二醇（PEG）水凝胶中，构建了一种兼具ECM仿生特性、抗菌抗氧化功能和促血管生成能力的多功能伤口敷料。通过PDA介导的酰胺化反应实现Zn2+缓释，体外对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）抑制率达95%，体内14天伤口闭合率提升至95.1%，为感染伤口治疗提供了新策略。

　　

Highlight

受贻贝足蛋白富含儿茶酚的粘附结构域启发，本研究开发了具有ECM仿生特性的聚乙二醇（PEG）水凝胶，通过聚多巴胺（PDA）功能化氧化锌纳米颗粒（ZnONPs）实现感染伤口治疗。

Synthesis and Characterization of PDA@ZnONPs-PEG Composite Hydrogels

氧化锌纳米颗粒（ZnONPs）经纳米颗粒追踪分析（NTA）显示粒径分布在30-100nm（图1A）。多巴胺通过自聚合在ZnONPs表面形成PDA涂层，这种修饰不仅增强了纳米颗粒与4-arm-PEG-NHS水凝胶网络的共价结合（通过酰胺化反应），还赋予材料优异的湿态粘附性能。傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了PDA特征峰（1600cm^-1处儿茶酚羟基振动）和Zn-O键（400-500cm^-1）的存在。

Conclusion

我们成功开发了可注射型PEG/PDA@ZnONPs水凝胶。通过多巴胺自聚集特性修饰的ZnONPs，经酰胺化反应整合入PEG网络后，该水凝胶能快速渗透伤口部位，展现卓越的四大功能：

1）抗炎——通过抑制促炎型M1巨噬细胞（CD163⁺）并促进修复型M2表型（iNOS⁺）

2）抗氧化——清除79% DPPH自由基

3）抗菌——对S. aureus和E. coli抑制率超95%

4）促血管——持续释放Zn²⁺上调VEGF表达

ETHICAL APPROVAL

所有SD大鼠实验均遵循中国人民解放军南部战区总医院动物伦理委员会（IACUC）标准。

FUNDING

本研究受广东省基础与应用基础研究基金（2023A1515110833）和中国博士后科学基金（2023M740862, 2024T170198）资助。

DATA AVAILABILITY STATEMENT

所有数据均包含在正文及补充材料中。

CONFLICT OF INTEREST

作者声明无利益冲突。

CRediT authorship contribution statement

叶香玲： 论文撰写/实验设计/数据获取

皮志龙： 可视化分析/软件建模

韦美莲： 软件算法开发

张旭魁： 分子模拟

谈志超： 课题指导

鄢超浪： 论文润色/学术监督

Declaration of Competing Interest

作者确认不存在可能影响本研究结果的财务或个人关系。